Lyme disease bacteria

来自美国马里兰州约翰·霍普金斯研究所的科研人员研究了精油对莱姆病菌的杀菌功效。

莱姆病是一种通过带菌鹿扁虱叮咬而传给人体的细菌感染性疾病。莱姆病的早期症状表现为局部皮疹。莱姆病的命名取自于美国康乃狄克州的老莱姆城,该城首次报告莱姆病例,此处的莱姆病是全美最常见的蜱传感染性疾病。

博氏疏螺旋体是莱姆病的致病菌,该细菌经壁虱叮咬传播至人体,当带菌壁虱叮咬人体后,壁虱将所携带的细菌传播给人体。莱姆病的经典症状包括靶心状皮疹、发烧、头痛及乏力。随着感染向全身扩散,疾病累及到关节和神经系统。

莱姆病如不予治疗将导致感染扩散至身体各个部位,莱姆病可引发心律改变、关节炎以及类似的严重症状。目前,莱姆病的治疗采用抗生素疗法,使用的药物包括盐酸多西霉素、羟氨苄青霉素和头孢呋辛。大多数莱姆病患者经2-4周的抗生素治疗后其症状均得以缓解,但有些病人经治疗后仍未见好转。

然而,有一小部分患者(约占36%)在接受抗生素治疗后,其症状仍会持续存在6个月,有时长达一年之久,这一状况被称为治疗后莱姆病综合征(PTLDS)。

导致PTLDS 的原因仍不清楚,可能由诸如自身免疫或组织损伤等多种因素所引发。产生PTLDS 的另一个关键因素是尽管最初给予抗生素治疗,但感染性致病菌仍持续存在

研究人员认为,莱姆病的致病菌-博氏疏螺旋体可进入一个休眠、非生长阶段,而致病菌在此阶段对现有的抗生素疗法具有耐受性,这些耐药性细菌则是资深研究员Ying Zhang博士及其同事们在本项研究中所聚焦的重心。

精油用于杀灭莱姆病菌 

在已发表于Antibiotics期刊上的项目研究中,科研人员对一组共35种精油进行了筛查,检测其对那些用常规抗菌疗法无法杀灭的耐药性细菌的灭菌功效。他们在前期工作中发现,某些精油可有效杀灭莱姆病菌,而本项目是他们前期工作的延续。

在前期工作中,Zhang 博士及其研究组利用处于非生长或静止期的致病菌作为靶向材料,对一系列精油开展了研究,结果鉴定出下列三种高效抗耐药性细菌的精油:麝香草油、桂皮和丁香精油。

基于这些有价值的研究结果,研究组进一步扩大了所筛查的精油种类,目标是针对那些耐药性细菌培养物。在35种精油中又检出10种精油为优质肉桂醛-桂皮中的活性成分,这些精油对上述耐药性细菌的灭菌功效等同于或优于目前在用的抗生素。

精油对莱姆病菌的灭菌功效优于现有药物

上述筛选出的10种精油(大蒜、多香果、枯茗、玫瑰草精油、没药树、水果精油、阿米香树精油、白百里香、山苍子油、柠檬桉) 在0.1%浓度下对莱姆病菌的灭菌功效优于目前使用的抗菌药-盐酸多西霉素。研究人员用一组精油处理后,对实验室培养皿上的活菌和死菌的相对占比进行比较分析,他们使用盐酸多西霉素、头孢呋辛及达托霉素等已知能有效杀灭博氏疏螺旋体细胞的数种抗生素如作为试验参照。

在约翰·霍普金斯公共卫生学院举办的新闻发布会上,Ying Zhang 博士称:我们发现这些筛选到的精油对莱姆病耐药菌的灭菌功效甚至优于常规莱姆病抗生素。

用于确认细菌细胞被完全杀灭的另一种方法是进行次级培养实验,次级培养实验是取出一小部分培养细菌,洗去含药物的陈旧培养液,再向细菌中加进新鲜培养液,这一方法的工作思路是:倘若最初的处理没有完全杀灭细菌,那么这些细菌即会在新鲜培养液中继续生长。本研究项目所开展的次级培养实验从10种精油中鉴定出5种可完全杀灭博氏疏螺旋体耐药细胞的精油(大蒜、多香果、没药树、水果精油和山苍子油),实验中未见这些细菌重新生长。

基于前期工作,研究组还鉴定出桂皮的活性成分为肉桂醛,肉桂醛不仅对生长、复制中的细菌细胞,同时对耐药性或非生长期细菌均具有极强的抗菌功效。鉴于肉桂醛常规用于食品的加工与保存,据此推论人体食用肉桂醛应该是安全的。上述结果使得肉桂醛成为一种重要分子,可对其进行进一步的动物研究及可能的临床试验 。

包括中医在内的传统医学长期以来将诸如没药树和山苍子油等精油用作抗菌剂。多香果是一种常见的调味品。在食物加工和传统医学中使用这些精油表明它们对人体无毒害作用。上述所有事实使得这些精油成为开展进一步研究的极佳候选材料。

研究人员指出,本项研究所开展的实验均在实验室培养皿上完成,科学家们仍不清楚这些精油在动物模型及临床测试中是否有效及无毒。此外,本项研究仅关注对耐药性、非生长期博氏疏螺旋体细胞的灭菌作用。

开展更多的研究可能有助于确立这些精油是否对处于活性生长、复制阶段的博氏疏螺旋体细胞也有灭菌功效。在当下因日益增长的抗生素耐药性以及减少使用抗生素的呼声所带来的公共卫生危机中,这些精油正成为有吸引力的抗生素治疗的替代品。

 

作者:Bhavana Achary, Ph.D
译者:Mingfa Li, Ph.D, MD

参考文献:

1.Feng J, Shi W, Miklossy J, Tauxe GM, McMeniman CJ, Zhang Y, Identification of Essential Oils with Strong Activity against Stationary Phase Borrelia burgdorferi. Antibiotics. 2018; 7(89)

2.Data on prevalence of Lyme disease retrieved from www.aldf.com/lyme-disease/

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